本实用新型专利技术公开了一种基于红外视觉的焊接质量分析装置，包括与焊接设备可调节固定的红外视觉采集系统，嵌入焊接缺陷智能识别算法的视觉处理系统，可对焊接质量评估警报、对焊接设备做出参数调节的反馈控制系统。按照本分析装置实现的分析方法过程为：1)通过红外传感实时采集熔池或者熔池附近区域的红外视觉信息；3)使用缺陷智能识别算法对红外视觉信息进行处理，获取焊缝位置以及焊接缺陷特征；4)对焊接质量进行实时评估，针对不同焊接缺陷进行焊接设备的反馈调控和预警。按照本实用新型专利技术实现的智能分析装置，能够实时监测焊接过程、识别焊接缺陷、追踪焊缝位置以及评估焊接质量、降低焊接损失、提高成品良率。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于红外视觉监测焊接装置领域，更具体地，涉及一种基于红外视觉的焊接质量分析装置。
技术介绍
随着传统工业水平要求的提升，在焊接领域(如TIG焊、MIG焊、C02气保焊、手工电弧焊、高频电阻焊、激光焊等)，为了保证焊接件的力学性能、使用性能和安全性能达标，焊接质量要求也不断严格。而受环境、材料、设备等因素影响，焊接缺陷在所难免，这使得重要的焊接件都要经过质量检测确保合格。据调查，在焊管领域，我国焊接钢管年产量已达5000万吨，但其中因焊接缺陷导致的报废品约占5.4%，在汽车领域，每年约有8000万块汽车板需要拼焊，此外在其他船舶、航天、建筑、特征材料等特殊焊接领域，其对焊接的高质量保证要求更高。而目前在焊接质量分析领域，常见非破坏性检测方法有超声波探伤，电磁探伤以及射线探伤等，这些探伤方法费用都比较昂贵、工作量大且均在焊接件成形后检测。此时焊接缺陷已形成，产品如不合格只能报废，这极易造成损失浪费；因此，工业上亟须一种可以进行智能识别焊接缺陷实时监测焊接质量的装置，即可以在焊接过程中实时把关，一旦识别出了缺陷，立即警报并反馈采取措施的装置。在焊接过程传感中，视觉传感尤其是红外传感(将视觉传感与温度传感集合)具有可靠性强、信息量丰富等特点。以此作为实时评判焊接质量的依据较为可行。目前，现有技术中关于实时监测的焊接质量相关装置可分为4种:1)焊缝熔池特性相关法；2)焊接电流电压相关法；3)只针对激光焊接等工艺；4)焊缝位置追踪法。如专利申请号为201010105629的一项专利:“一种视觉检测传感装置”，其使用机器人激光焊接过程中视觉传感获取焊后表面形貌质量，跟踪焊前焊缝路线和实时监测激光焊接熔池变化，起到了一定的作用，但只局限于焊接中的熔池变化，在焊接质量方面主要是普通视觉处理，没有用到富含温度信息的红外视觉。焊接质量监测方式也只针对激光焊接。又如专利申请号为201310133509的一项专利申请:“机器人焊接质量视觉检测装置及其检测方法”，其将视觉枪连接在焊接臂上跟随焊枪头运动，将其扫描的图片与数据库里数据进行对比，并反馈控制，有一定的效果，但该专利中视觉枪采用普通视觉枪，固定方式只提到与焊接臂相连，对于手工焊接或其他无焊接臂的情况较难满足，在图像处理方面更偏向于与原数据库的比对，并不是实时的智能识别对原数据库里没有的缺陷缺少判断，另外其反馈控制系统较为模糊。另外再如专利文献“基于红外视觉传感的窄间隙焊接监控及焊缝偏差检测方法”使用了红外视觉，但其应用只局限于窄间隙焊接，对焊接过程的监控也只是针对于焊缝偏差监测，没有考虑其它焊接缺陷的监测。另一方面还有使用电流电压法相关性分析焊接质量的装置，由于焊接过程中的材料、环境、人为因素的影响，该数据不能完全反映焊接质量的变化，因而分析的结果具有准确度低、可靠性差、随机性大等缺点。
技术实现思路
针对现有技术的以上不足或改进需求，本技术提供了一种基于红外视觉的焊接质量分析装置，可应用于TIG焊、MIG焊、C02气保焊、激光焊、电阻焊等主流焊接生产领域，其目的在于通过对以往焊接质量检测装置的重大改进即使用基于红外视觉的实时智能化识别手段代替低效、单一、可靠性低的检测手段，由此解决焊接全过程的实时完整监测的技术问题，并且提供精度高且准确的焊接质量分析与反馈措施。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种基于红外视觉的焊接质量分析装置，其特征在于，该装置包括红外视觉采集部、视觉信息转换与传输部、视觉信息处理部以及反馈控制部，其特点是所述红外视觉采集部用于采集焊接过程中的视觉信息，经所述视觉信息转换与传输部转换后传输至所述视觉信息处理部，所述视觉信息处理部处理上述视觉信息并将处理信息结果传送于所述反馈控制部，所述反馈控制部根据上述处理信息结果进行警报和/或对现场焊接设备(5)进行调整控制。进一步地，所述红外视觉采集部可单独固定或与所述现场焊接设备可调节固定。进一步的，所述红外视觉采集部设置于机箱内，所述机箱内部固定有可调节承载所述红外视觉采集部的基板，所述机箱底部靠近所述现场焊接设备的一侧设置有防溅保护装置，所述机箱底面设置有可开关的箱盖。进一步地，所述红外视觉采集部与所述现场焊接设备之间的所述可调节单元为多柄铰接支架，其一端固定所述机箱，一端可调节固定于所述现场焊接设备，一端作为支撑端。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果:能够在焊接过程中对焊接件质量进行全过程实时把关，智能识别出较全面的焊接缺陷和焊缝位置并及时警报和反馈给焊接装置进行相应的调整，最大程度降低缺陷的再生，减少损失:A)用实时的全过程监测代替焊后检测；B)动态追踪焊缝，智能识别缺陷，并及时警报、反馈焊接设备减少无用功；C)追溯焊接全过程，评估并间接提高焊接质量；D)代替人工节约劳动力，可应用于TIG焊、MIG焊、C02气保焊、激光焊、电阻焊等主流焊接生产领域，提高工业自动化水平；【附图说明】图1是按照本技术实现的基于红外视觉的焊接质量分析装置的整体结构示意图；图2是按照本技术实现的基于红外视觉的焊接质量分析装置的【具体实施方式】结构示意图；图3是按照本技术实现的基于红外视觉的焊接质量分析装置中的可调节支架的细节结构示意图；图4按照本技术实现的基于红外视觉的焊接质量分析方法的工作流程示意图；图5是按照本技术实现的红外视觉采集部的图像处理流程图；图6是按照本技术实现的缺陷检测流程图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中:1-红外视觉采集部2-视觉信息转换与传输部3-视觉信息处理部4-反馈控制部5_现场焊接设备6-辅助保护7-焊缝8-被焊物体9-螺钉10-基板11-导轨12-齿条13-调节齿轮14-红外采集器15-辅助滤镜16-计算机17-机箱18-辅助电源19-软导线20-图像采集卡21-固定板22-防溅保护板23-冷却装置24-箱盖25-警报装置26-数据线27-套环28-多脚架29-夹钳30-旋钮【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。由图1所示，本技术提供的一种基于红外视觉的焊接质量监测装置，主要由红外视觉采集部、视觉信息处理部以及反馈控制部等几个部分组成。其中红外视觉采集部1主要包括红外(XD或红外热像仪或红外相机或红外测温仪或红外图像传感器。红外视觉采集部1用来采集被焊物体8表面焊缝7的红外视觉信息。辅助保护6可以是滤镜或冷却装置或防飞溅装置。滤镜能够在环境恶劣情况下，保护镜头必要时过滤弧光减少干扰。冷却装置23可以是水冷装置或气冷装置防止红外视觉采集部温度过高。防飞溅装置可以防止高温金属飞溅对镜头造成损伤。其中视觉信息转换与传输部2主要包括图像采集卡20、数据通讯模块、数据接口以及数据总线。数据接口可以是RS232型或RS485型或USB型。视觉信息转换与传输2主要是将红外视觉采样部1采集的信息进行压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于红外视觉的焊接质量分析装置，其特征在于，该装置包括红外视觉采集部(1)、视觉信息转换与传输部(2)、视觉信息处理部(3)以及反馈控制部(4)，其特点是所述红外视觉采集部(1)用于采集焊接过程中的视觉信息，视觉信息经所述视觉信息转换与传输部(2)转换后传输至所述视觉信息处理部(3)，所述视觉信息处理部(2)处理上述视觉信息并将处理信息结果传送于所述反馈控制部(4)，所述反馈控制部(4)根据上述处理信息结果进行警报和/或对现场焊接设备(5)进行调整控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏卫生，田文扬，韦春华，陈洪宇，宋五洲，冷志远，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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